Um operador móvel tem à sua disposição diversas possibilidades de aferir determinados parâmetros que influenciam a qualidade da rede. Entre os mais utilizados temos os seguintes.
Estatísticas dos vários elementos de rede
Elementos de rede com os nodeB’s, RNC’s, SGSN’s e GGSN’s, para 3G ou eNodeB’s, MME, SGW’s e PGW’s, para 4G, ou então elementos da infra-estrutura de IP como routers em switches, que serão comuns às duas redes. Aqui podemos encontrar estatísticas como por exemplo, perda de pacotes, tanto na parte de Control Plane como na parte de User Plane, em uplink ou em
downlink.
Service Quality Management
Estas soluções permitem ao operador obter a perspectiva de um cliente da rede, e aceder ao serviço de dados, efectuando testes periódicos de uma forma contínua e automática, em locais geograficamente relevantes para o operador, de uma forma E2E.
Conseguem-se determinar por exemplo, o tempo de estabelecimento de uma chamada de dados, se existem ou não interrupções de um determinado serviço de dados, os throughputs de
downlink ou uplink de um ficheiro ou o tempo que demora a carregar uma página de HTTP.
Com este tipo de sistemas consegue-se aferir se a qualidade da ligação de dados e, por conseguinte, a experiência de utilização do cliente se encontra dentro de determinados parâmetros, como por exemplo se o tempo de carregamento de uma página HTTP se encontra dentro de um intervalo de tempo expectável, dependendo do tamanho da página e do
throughput de pico definido como aceitável para esse local e perfil do utilizador. No entanto, em
caso de problemas na ligação ou no acesso ao serviço, este tipo de soluções não permite identificar com precisão onde o problema se está a verificar. Se é no acesso ou na própria transmissão, ou em algum nó de Packet Core, ou num qualquer elemento de rede da rede de
backbone. É aqui que a solução descrita nesta dissertação se diferencia, disponibilizando esta
identificação da localização exacta do problema. Permite assim ao operador optimizar tempo na resolução do mesmo, pois consegue colocar o seu departamento de operações a resolver o problema sem perder tempo precioso a tentar identificar onde o problema poderá estar a ocorrer.
L3 Performance Monitoring
São soluções que são mais utilizadas na parte de acesso, entre o RNC e o nodeB, ou entre a SGW e o eNodeB, a que normalmente se dá o nome de Mobile Backhaul (MBH). Permite aferir parâmetros desse troço de rede, entre os quais, a perda de pacotes, round-trip time, jitter ou latência (1-way) em cada sentido.
Este tipo de solução é mais utilizado para garantir acordos de níveis de serviço, do inglês
Service Level Agreements (SLA), quando por exemplo se utilizam circuitos alugados.
No diagrama seguinte mostram-se onde as várias soluções descritas atrás se posicionam numa rede móvel, e qual o proveniência das várias origens de dados das diferentes soluções.
Figura 26 – Posicionamento das várias soluções numa rede móvel 3G
Estas soluções em conjunto permitem uma visibilidade do estado da rede móvel do operador considerável, mas nenhum deles, devido à singularidade dos protocolos utilizados em redes móveis 3GPP, consegue fornecer os valores estatísticos sobre a latência, que cada um dos elementos ou segmentos de rede contribuem para a latência global sentida pelo utilizador. As soluções de “Service Quality Management” habitualmente recolhem valores aproximados RTT de uma perspectiva E2E, recorrendo a PINGs. Estes valores têm as desvantagens já identificadas explicadas no capítulo 4.6, e têm também diluído qualquer irregularidade que possa existir nas componentes de core da rede móvel.
A componente de rádio sempre teve, historicamente, um peso considerável no valor total da latência, em cada um dos sentidos. Com o aparecimento do HSPA nas redes 3G/WCDMA e mais recentemente com o 4G/LTE, esta contribuição tem vindo a ser reduzida, como se pode verificar
Figura 27 – Evolução dos valores Latência por tecnologia de acesso
Nas redes de 3G/WCDMA/HSPA e 4G/LTE, os valores de latência na parte de acesso rádio situam-se na ordem dos 20 a 5 ms, que comparativamente a latências verificadas na rede de Core, entre os 6 e o 2 ms, já não são assim tão distintas.
Desta forma é cada vez mais urgente a um operador aperceber-se, de preferência de uma forma contínua, da latência sentida em toda a sua rede, não só de uma forma E2E, mas também de uma forma segmentada, para estar apto a reagir com antecedência no caso de algo não estar de acordo com o esperado.
Nesta dissertação pretendem-se mostrar casos em que isto se torna evidente, e a mais valia para o operador em ter uma solução como a proposta, a monitorizar permanentemente a sua rede.
4.7.1 Precisão das Medições
Como foi visível na Figura 27, as latências observadas numa rede móvel são cada vez mais reduzidas. Isto torna necessário que o equipamento utilizado nas medidas tenha que ser cada vez mais preciso, logo mais dispendioso.
A precisão do relógio interno do sistema de monitorização utilizado na solução descrita nesta dissertação foi-nos garantida pelo fornecedor que tinha um drift máximo de 1µs por segundo. Infelizmente não nos foi possível obter os valores de referência do equipamento, tanto de o valor de PPM como da frequência de relógio.
iremos ter um erro máximo inferior a 0.1%. Como iremos ver no capítulo 7, chegamos a ter valores em determinados segmentos da rede de core em que as latências rondam os 150 µs. Mesmo com estes valores de latência, o erro associado à medida anda à volta dos 1%.